橋梁加固的裂縫處理及改造方法
2012-12-10 來源：百度文庫
隨著時間的推移，我國舊橋、病橋、危橋的數(shù)量將不斷增多，這些橋梁將不同程度存在著各種病害、問題，如何對這些橋梁進行加固、改造已是一項非常龐大的重要的工程。因此如何通過對舊危橋的維修、加固、改造，使其恢復或提高承載力，確保交通運輸?shù)陌踩悄壳昂徒窈竺媾R的任務(wù)。
1、橋梁加固的設(shè)計原則
隨著我國國民經(jīng)濟的日益發(fā)展，交通運輸量的迅速增長，隨著我國危橋數(shù)量的增多，若將其拆除重建，不僅要耗費大量資金，而且工期也較長;若有計劃、有步驟的對現(xiàn)有舊橋進行加固改造，橋梁加固后，可以延長橋梁的使用壽命，用少量的資金投入，使橋梁能滿足交通量的需求，還可以緩和橋梁投資的集中性，為國家?guī)砭薮蟮慕?jīng)濟和社會效益。因此，加固設(shè)計必須本著牢固可靠、簡便耐用、經(jīng)濟適用”基本原則。 ① 確定加固方案前必須對老橋進行科學的鑒定分析，確保擬利用橋梁構(gòu)建處于彈性工作狀態(tài)，區(qū)別疲勞構(gòu)件。② 收集原設(shè)計資料并進行必要的地基勘探，結(jié)合現(xiàn)場調(diào)查，以區(qū)別原橋是否按圖施工及有無設(shè)計圖。③進行橋梁基礎(chǔ)復核計算時，對于多年來受破壞的舊橋基礎(chǔ)，可考慮其承載力的提高，承載力一般以1．5倍左右考慮。④ 針對橋梁拓寬部分，嚴格控制地集重力，減小對原橋基礎(chǔ)產(chǎn)生附加應(yīng)力。⑤ 加固方案應(yīng)與路線改造相結(jié)合，根據(jù)實際情況采用經(jīng)濟的方法或多種加固方法。
2、橋梁加固的裂縫處理
舊橋改造是對橋梁的某些構(gòu)件進行更換或改變原橋梁的結(jié)構(gòu)體系，或?qū)Σ糠纸Y(jié)構(gòu)拆除重建，一般是采取僅加固仍不能足以適應(yīng)交通運愉的需要，或有些構(gòu)件嚴重損壞不能修復加固，則須進行改造。舊橋重建，是完全失去通行能力，或不能滿足交通量的需要，對舊橋全部拆除，重新設(shè)計建造新的橋梁?；炷两Y(jié)構(gòu)的橋梁，裂縫是很普遍的病害，甚至預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)有些部位都會出現(xiàn)裂縫。當橋梁使用較長時間，由于各種外界因素、內(nèi)部原因共同影響，一般都會出現(xiàn)裂縫。結(jié)構(gòu)物一旦出現(xiàn)裂縫，其受力截面發(fā)生應(yīng)力重分布，也就意味著有效受力截面變小，結(jié)構(gòu)應(yīng)力增大，承載能力降低。所以必須針對不同情況對裂縫進行處理。按耐久性要求，如果裂縫細小，裂縫寬度已達穩(wěn)定，且開裂處不易受雨水浸滲，不易受腐蝕，不再繼續(xù)發(fā)展，且對結(jié)構(gòu)的強度沒有明顯影響時，可不做處理。如果裂縫寬度<0．15mm且開裂處易受雨水浸滲時，可僅做表面封閉處理，以避免鋼筋銹蝕；裂縫寬度>0．15mm或裂縫已經(jīng)貫通時，說明裂縫處荷載產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過容許值，所以除采取壓力灌漿法修補裂縫外，還應(yīng)采取其它加固措施，如粘貼鋼板、加大截面等。
2．1表面抹灰修補裂縫
采用水泥漿、水泥砂漿、環(huán)氧基液及環(huán)氧砂漿等材料涂抹在裂縫部位的混凝土表面進行修補。
2．2表面噴漿修補裂縫
噴漿修補是在經(jīng)鑿毛處理的裂縫表面，噴射一層密實而且高強度的水泥砂漿保護層來封閉裂縫。根據(jù)裂縫的部位、性質(zhì)、維修要求與條件，可分別采用無鋼筋素噴漿、掛網(wǎng)噴漿等修補方法。
2．3壓力灌漿修補裂縫
壓力灌漿根據(jù)灌漿材料的不同可分為：水泥灌漿、瀝青灌漿和化學灌漿。不同的灌漿液其用途、功效也不相同。橋梁結(jié)構(gòu)裂縫修補采用較多的是化學灌漿?；瘜W灌漿中以環(huán)氧樹脂材料灌漿及甲丙烯醋類材料進行修補的結(jié)構(gòu)物裂縫效果最好，應(yīng)用也最廣泛。
3、橋梁加固改造的技術(shù)方法
3.1上部結(jié)構(gòu)加固、改造
舊橋經(jīng)過長時間使用后，其構(gòu)件、材料的力學性能不明確，難以判定，加固設(shè)計沒有現(xiàn)成的規(guī)范，橋梁病害又錯綜復雜，病害原因也難以確定。所以如何根據(jù)具體情況采用適當?shù)募庸谭桨?、方法，顯得更為重要。比較常用、技術(shù)比較成熟的加固方法：
?。?）增大梁截面加固方法。主要針對因受力鋼筋和截面尺寸偏小、荷載等級偏低而導致承載力不足的缺陷，主要方法有增加受力主筋、加大主梁截面、加厚橋面鋪設(shè)層等。增加受力主筋法是在主梁板底面鑿開保護層，露出主筋，再將新增鋼筋焊與原主筋綁焊，并在梁的側(cè)面增加箍筋以提高其抗剪能力，待鋼筋植入后進行保護層的恢復。增大梁肋加固法主要針對T形梁橋，此類橋梁常因原截面高度不足、面積小而導致承載力不足，此類加固通常將下緣加寬、加大，并增設(shè)受力主筋；在靠近支座處上彎與主梁連接。加厚橋面板法師通過加厚橋面板已達到增加主梁高度，提高承載力，此方法比較適用于跨徑較小的橋梁。
?。?）粘貼加固法。當交通量增加，主梁出現(xiàn)承載力不足時，采用粘貼加固法。具體方法是：采用高分子粘合材料將鋼板或碳纖維布等高強材料粘貼在需加固構(gòu)件表面，通過新增加的高強材料承擔增加的通行荷載。
（3）預(yù)應(yīng)力加固法。預(yù)應(yīng)力加固法即利用預(yù)應(yīng)力的原理，在構(gòu)件中通過另加的高強構(gòu)件施加一定的初始應(yīng)力，以抵消部分自重應(yīng)力，對構(gòu)件起到卸載的作用，從而達到提高構(gòu)件承載力的目的。
?。?）增設(shè)縱梁加固法。在墩臺地基安全性能好，并具有足夠承載力的情況下，可采用增設(shè)承載力高和剛度大的新縱梁，新增梁與舊梁通過有效的連接，共同受力，使原有梁中所受荷載得以減少，從而使加固后的橋梁承載能力和剛度得到提高。當增設(shè)的縱梁位于主梁的一側(cè)或兩側(cè)時，則兼有加寬的作用。
?。?）改變結(jié)構(gòu)體系加固法。這種加固改造方法是通過改變橋梁結(jié)構(gòu)形式，以減少梁的拉應(yīng)力。方法有減小跨度，如將已不通航的橋下填實，改成能滿足泄水要求的涵洞；在單跨結(jié)構(gòu)下增設(shè)新支點成為多跨結(jié)構(gòu)；將多跨簡支梁連接成多跨連續(xù)，或利用下部結(jié)構(gòu)在梁下增設(shè)鋼結(jié)構(gòu)、型鋼與梁板形成組合結(jié)構(gòu)，以達到提高承載力的目的。
（6）拱圈增設(shè)套拱加固法。在原主拱圈腹面下增設(shè)一層新拱圈，即緊貼原拱圈底面上，澆筑或錨噴混凝土新拱圈。此法工程量較大，且拱橋結(jié)構(gòu)抗震性差。因此，拱橋的加固改造宜多方面綜合考慮后決定。
3．2下部結(jié)構(gòu)加固改造
?。?）擴大基礎(chǔ)加固法。此法適用于基礎(chǔ)承載力不足或埋深太淺，而墩臺又是磚石或混凝土剛性實體式基礎(chǔ)時的情況。擴大基礎(chǔ)底面積應(yīng)由地基強度驗算確定。
?。?）增補樁基加固法。當墩臺發(fā)生沉陷、樁的深度不足或樁發(fā)生傾斜時，采用增補樁基加固是一種常用而有效的方法。這種加固方法是：在樁基的周圍補加鉆孔樁，或打入鋼筋混凝土預(yù)制樁，擴大原承臺，以此提高基礎(chǔ)的承載力，增強基礎(chǔ)的穩(wěn)定。
?。?）鋼筋混凝土套箍或護套加固法。當橋梁墩臺由于基礎(chǔ)埋深不夠，或因施工質(zhì)量控制不嚴等原因?qū)е露张_開裂時，有時會出現(xiàn)貫通裂縫，可采用鋼筋混凝土圍帶或鋼箍進行加固
?。?）橋臺新建檔墻加固法。由于橋臺臺背水平土壓力過大，引起橋臺傾斜，應(yīng)設(shè)法采取平衡橋臺后壁的土壓力處理，在臺背之后加設(shè)一檔墻，以抵御過大的土壓力。
?。?）墩臺拓寬加固。利用舊橋基礎(chǔ)，靠墩臺蓋梁挑出懸臂加寬部分，以便安裝加寬的上部結(jié)構(gòu)。此種情況為只加寬墩臺的蓋梁，墩臺身和基礎(chǔ)則不需要予以加固。采用此法時，舊橋墩臺基礎(chǔ)必須完好、穩(wěn)定，且需經(jīng)過承載力驗算后才能采用。
總之，橋梁加固設(shè)計應(yīng)注意各種加固方法的綜合利用，盡量減輕原梁的負擔，將加固補強工作量壓縮到最少，使舊橋繼續(xù)發(fā)揮固有的使用功能，以保證公路交通的暢通無阻。
